Сервер NAS

NAS – это Network Attached Storage, что означает «хранилище, подключенное к сети», «сетевой накопитель данных» или, как его называют согласно функциональному назначению, «сервер хранения данных», «сервер NAS».

Очень часто люди покупают сервер NAS просто как некую внешнюю СХД, не зная в точности, что это такое. Кроме того, если кто-то уже знал, что такое NAS лет пять назад, то за прошедшее время многое успело поменяться. Сейчас все большую популярность приобретает облачное хранение данных – с ростом количества подлежащего хранению контента, который должен быть всегда под рукой, идея иметь дома или в офисе «собственный кусок облака», к которому можно получить доступ извне, кажется все более привлекательной.

Поэтому сейчас сервер NAS можно называть собственным устройством хранения данных, к которому можно получить доступ через интернет.

Как и любой портативный диск (USB-флешка или USB жесткий диск), сетевое хранилище NAS выполняет функцию хранения данных (документов, изображений, музыки, видео и пр.) с доступом к ним по мере надобности. Однако в отличие от USB-устройств, NAS позволяет получать доступ не только от компьютера, к которому он подключен, а также и через интернет при помощи сетевых технологий: Wi-Fi, мобильной сети или других.

Место NAS в локальной сети предприятия

Функции сервера NAS

Сетевой сервер NAS – это не просто набор жестких дисков, к которым можно получить удаленный доступ. Он имеет и ряд функций, появившихся и развившихся в процессе цифровой трансформации. Сейчас сетевые хранилища NAS оснащаются мощными CPU и операционными системами, которые помогают организовывать и автоматизировать управление данными в NAS.

Использование NAS позволяет защитить данные на разных устройствах в сети от потери, стихийных бедствий и пр. Поэтому NAS обеспечивает следующее:

• Резервирование актуальных данных со всех устройств пользователей в сети, как мобильных, так и фиксированных.
• Организацию всех медиафайлов, документов и других данных в более наглядной форме, с легким доступом с любого сетевого устройства.
• Управление доступом к различным данных для различных пользователей, работающих в сети.
• Развертывание веб- и почтовых серверов, что означает, что вы можете организовать на NAS-сервере личную или корпоративную почту с неограниченным числом почтовых ящиков, а также развернуть на сервере NAS корпоративный веб-сайт.
• Получение доступа к данным с различных компьютерных платформ: iOS, Windows, Android, доступ к управлению самим сервером, а также коммуникацию между различными NAS-серверами.
• Различные варианты постоянной синхронизации данных между устройствами и между сетевыми серверами NAS, если их в сети несколько, таким образом, можно обеспечить полную сохранность всех актуальных данных.
• Общий информационный хаб между данными с устройств различных платформ, например Mac и Windows, которые обычно между собой плохо «дружат».

И это далеко не все функции, которые можно получить от сервера NAS.

Пример сервера NAS

Устройство сервера NAS

Итак, сетевой сервер NAS – это компьютер (хотя внешне может быть на него и непохож), подключенный к сети и выполняющий функцию файлового сервера или СХД для устройств в сети. Хотя на нем и можно запускать другие приложения, кроме NAS, однако сервер NAS не рассчитан на то, чтобы работать в качестве сервера общего назначения. Например, у хранилища NAS обычно нет ни клавиатуры, ни монитора (кроме, возможно, самого простейшего). Управляется и конфигурируется сервер NAS через веб-интерфейс от управляющего компьютера.

Полнофункциональная операционная система для сетевого хранилища также не нужна, обычно используется лишь ОС с усеченными функциями, например FreeNAS или NAS4Free, которые являются усеченными вариантами FreeBSD, а также ZFSGuru. Кроме того, используются ОС для NAS на основе Solaris — NexentaStor и на основе Linux — Open-E, OpenMediaVault, RockStor.

Система NAS содержит один или более дисковых приводов, часто организованных в резервированные контейнеры хранения или в RAID.

В NAS используются файловые протоколы, такие как NFS (для систем UNIX), SMB (Server Message Block) (для MS Windows), AFP (для компьютеров Apple) или NCP (для OES и Novell NetWare). Системы NAS обычно содержат многие из этих протоколов с целью свободы для пользования.

Список возможных протоколов, используемых в NAS:

• Andrew File System (AFS).
• Apple Filing Protocol (AFP).
• Server Message Block (SMB).
• File Transfer Protocol (FTP).
• Hypertext Transfer Protocol (HTTP).
• Network File System (NFS).
• rsync.
• SSH file transfer protocol (SFTP).
• Universal Plug and Play (UPnP).

Ключевое отличие NAS от DAS (direct-attached storage, это может быть, например, обычная USB-флешка) в том, что DAS – это просто расширение существующего диска сервера, который может быть и не подключен к сети. NAS – это законченное устройство для предоставления доступа к файлам в сети. Доступность данных в NAS усиливается использованием RAID или кластеризации, чего в DAS не бывает.

Также сеть NAS имеет преимущество перед DAS, поскольку устройство NAS может быть точно настроено для доступа к файлам, что обычно не делается для серверов, выполняющих в сети другие задачи.

Отличие NAS от SAN (Storage Area Network) в том, что NAS предоставляет не только СХД, но и файловую систему. SAN может обеспечить только блочное хранение данных, а файловую систему для нее нужно организовывать отдельно. Протоколы SAN включают Fibre Channel, iSCSI, ATA over Ethernet (AoE) и HyperSCSI.

То есть NAS в клиентской ОС видна как файловый сервер, в то время как SAN виден в системе просто как диск, который можно отформатировать и смонтировать при помощи файловой системы.

Несмотря на различия, устройства SAN и NAS не являются взаимоисключающими решениями и могут комбинироваться как гибрид SAN-NAS, предлагающий протоколы как файлового хранения (NAS), так и блочного хранения (SAN) в одной системе. Таким гибридом является, например, Openfiler, бесплатный программный продукт для Linux-систем.

Варианты конструктивного исполнения NAS

Производители обычно выпускают три основных типа устройств NAS:

• NAS на основе компьютера. Используя сервер или даже обычный компьютер, можно установить на него ПО FTP/SMB/AFP... и пр. Однако энергопотребление такого варианта будет довольно большим, но и функционал можно получить максимальный. Такие производители NAS, как Synology, QNAP, Thecus и Asustor, выпускают эти устройства. Производительность протокола FTP при этом будет определяться мощностью процессора и объемом RAM.
• NAS на основе встроенных систем. Используя процессорную архитектуру ARM или MIPS, а также операционную систему реального времени RTOS (real-time operating system), можно построить мощный сервер NAS. Энергопотребление при этом будет умеренным, а функционал подойдет большинству применений конечных пользователей. Производители Marvell, Oxford, и Storlink выпускают чипсеты для этого типа NAS. Максимальная пропускная способность протокола FTP может быть от 20 до 120 МБ/с.
• NAS на основе специализированных микросхем ASIC. В этом случае весь сервер NAS – это фактически одна специализированная микросхема ASIC (Application Specific Integration Circuit), а также сетевое оборудование для протокола TCP/IP и файловой системы. В этом чипе нет ОС как таковой, а производительность определяется аппаратным ускорением самого чипа и составляет порядка 40 МБ/с. Энергопотребление такого типа NAS – низкое, поскольку функции ограничены только поддержкой протоколов SMB и FTP. Чипсеты для этого типа NAS производит компания LayerWalker.

Основные преимущества NAS

Сетевое хранилище NAS — это легко расширяемое пространство для хранения и синхронизации данных, доступное всем пользователям в офисной или домашней сети. Вместо того, чтобы добавлять память каждому пользовательскому устройству, можно организовать одно общее хранилище для всех, и каждый пользователь будет использовать в нем столько места, сколько ему нужно.

Сетевой сервер NAS — это собственное облачное хранилище. Все сотрудники могут иметь удаленный доступ к NAS, их данные в хранилище всегда будут доступны удаленно и в то же время защищены от потери при сбое локального оборудования.

Он позволяет обеспечить автоматическое резервное копирование и надежную защиту от потери данных даже в случае, если из строя вышел один из жестких дисков устройства.

Серверы NAS могут напрямую передавать данные на игровые консоли, телевизоры, динамики и другие медиа-устройства.

В сервере NAS возможно использование контейнерных технологий (Docker, Kubernetes), что еще больше повышает эффективность хранения и доступность данных.

Какой сервер NAS выбрать

Если мы выбираем сервер NAS, необходимо принимать во внимание несколько факторов с учетом поставленных перед ним задач и условий работы.

Форм-фактор

Форм-фактор – это совокупность типа корпуса, размера и физических характеристик компьютерного устройства. Он определяет, как компоненты устройства могут составлять большую систему. Для сервера NAS форм-фактор обычно имеет два основных варианта: устройство для установки в стойку (rack) и выполненное в виде отдельного модуля, башни (tower). Первый подходит для корпоративного бизнеса, второй – для хранилищ NAS для дома и небольших предприятий.

Емкость и резервирование

Когда мы выбираем сервер NAS, необходимо заранее определить число дисков, которые он может содержать. Для каких-то применений хватит и одного диска, другие NAS могут иметь 16 и более слотов для дисков. Для определения количества дисков надо также выбрать технологию резервирования RAID (Redundant Array of Independent Disks). Если в сетевом сервере NAS есть только два диска, то он может поддерживать только RAID 0 и RAID 1. Другие варианты RAID требуют большего количества дисков.

Коннективность

Некоторые модели сетевых хранилищ NAS имеют встроенную функцию Wi-Fi. В этом случае на сервере может быть сконфигурирована точка доступа, через которую будут подключаться другие устройства. Доступ через Wi-Fi устраняет необходимость в маршрутизаторах и кабелях Ethernet.

Надежность

Хорошая система должна быстро восстанавливаться после ошибок. Кроме того, что сервер NAS должен предоставлять сервисы в режиме 24/7, он также должен быть способен обрабатывать растущую нагрузку. Поэтому когда нужно выбрать хранилище NAS, важно обратить внимание, чтобы в нем были такие функции, как устойчивость к отказам и восстановление после сбоев.

Производительность

Основная функция устройства NAS – хранение данных и доступ к файлам. Для этого нужен мощный процессор, который, как и в обычных компьютерах, может содержать разное число ядер и принадлежать к разным моделям и поколениям. Скорость обработки запросов от пользователей – это ключевой фактор производительности системы, когда к серверу NAS одновременно подключается много пользователей. Для домашнего сервера NAS или для небольшого офиса выбор процессора не столь важен, поскольку число подключений будет невелико.

Кроме того, на общую производительность будет влиять, и даже в большей степени, чем процессор, объем памяти RAM (Random Access Memory). В компьютере с большой емкостью RAM можно запускать много одновременно работающих программ, без большого влияния на скорость работы каждой из них. Поэтому при выборе объема памяти надо исходить из планируемого числа подключений к серверу NAS и объема его хранения данных. Как правило, каждый терабайт диска должен соответствовать одному гигабайту RAM.

Легкость использования

Сложная система обычно требует наличия выделенного ИТ-персонала для обслуживания. При ограниченности ресурсов требуется найти такое решение сервера NAS, которое работало бы с минимально необходимым и простым обслуживанием. Также следует выбирать такие модели сервера NAS, которые можно быстро установить с минимальными трудозатратами, тем более если выбираете сервер NAS для дома. Преимущества мощного сервера NAS для предприятия окупают затраты на установку и обслуживание.

Безопасность

Сервер NAS также не в последнюю очередь выбирают для защиты ценных данных от несанкционированного доступа. Поэтому многие сетевые хранилища NAS сейчас поставляются с различными вариантами шифрования данных.